(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転位置にあることを検出するための検出部が形成された歯車と、該歯車を第１の回転方向および該第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に回転駆動するモータと、前記歯車の前記検出部に当接する当接部が設けられるとともに、該当接部が前記第１の回転方向に回転する前記歯車の前記検出部に当接することにより所定の動作をするレバーとを有し、該レバーの前記所定の動作に基づいて前記歯車が前記所定の回転位置にあることを検出する位置検出装置であって、
前記歯車が前記第２の回転方向に回転したときに、前記検出部が前記当接部に当接することにより、前記歯車の回転を阻止しない所定の退避位置に前記レバーを退避させる退避機構を設け、
該退避機構は前記第２の回転方向に回転する前記歯車の前記検出部が、前記レバーの前記当接部に当接してから該当接部を押すことにより、前記レバーが前記歯車から遠ざかる方向にスライドして前記所定の退避位置に退避し、
前記歯車が前記第１の回転方向に回転したときに、前記歯車の前記検出部が前記レバーの前記当接部に当接することにより、前記レバーが第１の位置を回転中心として回転して前記所定の動作をし、前記歯車が前記第２の回転方向に回転したときに、前記歯車の前記検出部が前記レバーの前記当接部に当接することにより、前記レバーが前記第１の位置とは異なる第２の位置を回転中心として回転して前記所定の退避位置に退避する機構であり、
前記レバーにおける前記第１の位置には、第１の回転軸又は第１の穴部が形成され、前記位置検出装置は、前記レバーの前記第１の回転軸を挿入する第２の穴部、又は、前記レバーの前記第１の穴部に挿入する第２の回転軸が設けられた基台をさらに有し、前記第１の穴部又は前記第２の穴部を長穴に形成することにより、前記レバーが、前記第１の回転軸と前記第２の穴部、又は前記第１の穴部と前記第２の回転軸とによって案内される方向に移動して、前記所定の退避位置に退避することを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記退避機構は、前記レバーが前記所定の動作をした後に、該所定の動作をする前の位置に戻すとともに、前記レバーが前記所定の退避位置に退避した後に、前記所定の退避位置に退避する前の位置に戻すためのバネ部材を有し、前記レバーに、前記第１の位置を基準として、前記第２の位置とは略反対側に設けた延設部を設け、前記バネ部材によって前記レバーの前記延設部を付勢したことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記位置検出装置を電子時計に用いたことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、歯車の回転位置を検出する位置検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子制御式パーペチャルカレンダー時計や電波時計等、針の基準位置の設定が必要不可欠な時計が多く存在する。これらは衝撃や磁界により針の基準位置が時計の内部にもつ位置情報に対しずれた場合、見かけ上時刻狂いが生じていた。
これらの時刻狂いを起こさないため、針の基準位置を検出する機構を有し、基準位置と時計内部に持つ位置情報のズレを検出し補正する手段が提案されている。針の基準位置を検出する方法としては、特許文献１のように、モータの回転によって、針を取り付けた歯車を逆転させたときに、この歯車の一部の歯形が逆転を防止する構造を有し、この逆転動作が行われずに停止した位置を針の基準位置とする方法がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１７９０６０号公報（段落００１０〜００２２、図１，図３，図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の逆転防止歯形構造による基準位置検出においては、その歯形を有する歯車に取り付けられた指針は、逆転方向へ連続回転させることは不可能であるという課題を有していた。
本発明は、以上のような課題を解決しようとするもので、逆転方向への連続回転を可能とする位置検出機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明では、所定の回転位置にあることを検出するための検出部が形成された歯車と、歯車を第１の回転方向および第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に回転駆動するモータと、歯車の検出部に当接する当接部が設けられるとともに、当接部が第１の回転方向に回転する歯車に検出部に当接することにより所定の動作をするレバーとを有し、レバーの所定の動作に基づいて歯車が所定の回転位置にあることを検出する位置検出装置であって、歯車が第２の回転方向に回転したときに、検出部が当接部に当接することにより、歯車の回転を阻止しない所定の退避機構を設けたことを特徴とする。
【０００６】
また、退避機構は第２の回転方向に回転する歯車の検出部が、レバーの当接部に当接して当接部を押すことにより、レバーが歯車から遠ざかる方向にスライドして所定の退避位置に退避する機構であることを特徴とする。
【０００７】
また、退避機構は、歯車が第１の回転方向に回転したときに、歯車の検出部がレバーの当接部に当接することにより、レバーが第１の位置を回転中心として回転して所定の動作をし、歯車が第２の回転方向に回転したときに、歯車の検出部がレバーの当接部に当接することにより、レバーが第１の位置とは異なる第２の位置を回転中心として回転して所定の退避位置に退避する機構であることを特徴とする。
【０００８】
また、退避機構はレバーが所定の動作をした後に、所定の動作をする前の位置に戻すとともに、レバーが所定の退避位置に退避した後に、所定の退避位置に退避する前の位置に戻すためのバネ部材を有し、レバーに、第１の位置を基準として、第２の位置とは略反対
側に設けた延設部を設け、バネ部材によってレバーの延設部を付勢したことを特徴とする。
【０００９】
また、レバーにおける第１の位置には、第１の回転軸又は第１の穴部が形成され、位置検出装置は、レバーの第１の回転軸を挿入する第２の穴部、又は、レバーの第１の穴部に挿入する第２の回転軸が設けられた基台をさらに有し、第１の穴部又は、第２の穴部を長穴に形成することにより、レバーが、第１の回転軸と第２の穴部、又は第１の穴部と第２の回転軸とによって案内される方向に移動して、所定の退避位置に退避することを特徴とする。
【００１０】
また、前記位置検出装置を電子時計に用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、検出部によりレバーを移動することにより、回転位置検出対象となる歯車を逆転方向へ回転させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる針位置検出装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる位置検出装置を示す図で、図２は、図１に示した位置検出装置における回転位置検出対象となる歯車が第１の方向に回転したときの動作を示す図であり、図３は図１に示した位置検出装置における回転位置検出対象となる歯車が第２の方向に回転したときの動作を示す図である。
【００１４】
第１の実施の形態に示す位置検出装置は、電子時計の分針の位置検出に用いたものである。図１において、図示しない指針が取り付けられ、検出対象となる歯車１と、前記歯車１の位置を検出するレバー２と、レバー２の接触、非接触を検出する検出手段３と、検出手段３の検出信号を入力とし、歯車１が所定の回転位置にあることを判断するＩＣ等の判断手段（図示しない）と、前記レバー２をある一定の位置に付勢する戻しバネ４と、前記レバー２の回転中心となる回動軸５と前記歯車１を第１の方向または第２の方向に回転させるための駆動力を発生させるモータ（図示しない）を備えている。
レバー２には延設部２ｄが設けられ、この延設部２ｄを戻しバネ４が押圧している。
【００１５】
前記歯車１は指針の基準を決定する検出部１ａを有している。検出部１ａは、歯車１の同一回転軸に設けられた突起である。指針は、歯車１の検出部１ａに対して定められた位置に取り付けられるため、検出部１ａによる歯車１の回転位置を検出することによって、指針の基準位置を検出することができる。
【００１６】
前記レバー２は回動軸５を中心に回転し、前記歯車１に構成される検出部１ａに接触する当接部２ｂと、前記検出手段３と接触または非接触する接点部２ｃと、歯車１が第２の方向に回転したとき、レバー２を所定の退避位置に退避させるための長穴部２ａと、前記戻しバネ４により押圧される延設部２ｄを有している。
検出手段３は例えば導電性の金属材料でできた円柱形状をしており、図示しない回路基板上に設けられている。また、レバー２の材質は、例えば、導電性の金属材料であり、検出手段３にレバー２の接点部２ｃが接触している状態と、接触していない状態を、回路基板上に構成されたパターンを介し図示しないＩＣに電気的信号を送り、検出位置を判断している。
通常は、歯車１に取り付けられた指針によって時刻（例えば分）を表示するために、歯車１は、矢印Ａ方向に回転する。
【００１７】
次に、図２において歯車１が第１の方向に回転し、歯車１の所定の回転位置を検出する場合の動作を説明する。
【００１８】
図２ａは前記歯車１が第１の方向に回転を開始したときの状態を示す図であり、モータの回転は図示しない歯車により伝達され、歯車１が第１の方向である方向矢印Ａの方向に回転する。このときレバー２の接点部２ｃと検出手段３は接触している。このとき、戻しバネ４により接点部２ｃと検出手段３の接触が保たれる方向（矢印Ｆ方向）に付勢されている。さらに歯車１が回転すると、図２ｂに示すように、レバー２は歯車１に形成された検出部１ａとレバー２に設けられた当接部２ｂで当接し、所定の動作として、回動軸５を中心とする第１の回転中心を中心に矢印Ｃの方向に回転する。このとき検出レバー２の接点部２ｃと検出手段３は非接触となり、このときを歯車１の位置が所定の回転位置であると判断する。さらに歯車１が回転すると、図２ｃに示すように、レバー２の当接部２ｂは歯車１の検出部１ａを乗り越え、レバー２は、前記戻しばね４により、接点部２ｃと検出手段３が接触する方向（矢印Ｆ方向）に移動する。このとき検出レバー２の接点部２ｃと検出手段３は再び接触する。
以上のように歯車が第１の回転方向に回転するとき、歯車の検出部とレバーの接触または非接触により検出手段の状態が変化することから、歯車１の位置を検出することが可能となる。
【００１９】
次に図３において前記歯車１が前記第２の方向に回転した時の動作を説明する。
【００２０】
図３ａは歯車１が第１の方向とは逆の第２の方向に回転を開始した時の状態を示す図であり、モータの回転は図示しない歯車により歯車１に伝達され、歯車１が第２の方向である矢印Ｂ方向に回転し、レバー２の当接部２ｂと歯車１に形成された検出部１ａが接触する。このとき接点部２ｃと検出手段３は当接し、接点部２ｃと検出手段３の接触が保たれる方向（矢印Ｆ方向）に戻しバネ４により付勢されている。さらに歯車１が回転していくと、図３ｂに示すように、歯車１に形成された検出部１ａがレバー２に設けられた当接部２ｂを押して、レバー２に形成された長穴部２ａの形状に沿って、歯車１から遠ざかるように矢印Ｄ方向にレバー２が案内されて移動することにより、検出手段３とレバー２の接点部２ｃの接点を中心とする第２の回転中心を中心にレバー２が回転する。さらに歯車１が回転すると図３ｃに示すように検出部１ａがレバー２の当接部２ｂから外れ、戻しばね４によりレバー２は初期の位置に戻される。すなわち、歯車１が第２の方向に回転して歯車１の検出部１ａがレバー２の接点部２ｂに当接することにより、レバー２が、歯車１の回転を阻止しない所定の退避位置まで退避する。
【００２１】
戻しバネ４は、第１の回転中心（第１の位置）である長穴部２ａを基準として、第２の回転中心（第２の位置）である接点部２ｃとは反対側に設けた延設部２ｄを押圧することにより、図２ｂのように第１の回転中心で回転した場合と、図３ｂのように第２の回転中心で回転した場合の両方の場合に、レバー２を元の位置に復帰させることができるようにしている。
【００２２】
以上のようにモータが第２の回転方向に回転するとき、歯車に形成された検出部により、レバーをスライド移動することで、歯車１が、第１の方向と、第１の方向とは反対の第２の方向のどちらの方向に回転しても、レバー２によって歯車１の回転が阻止されることがない。
【００２３】
また、レバー２の回転中心を、歯車１の回転方向に応じて、第１の回転中心又は第２の回転中とする簡単な構成により、歯車１の回転位置の検出と、レバー２の退避を実現することができる。
【００２４】
また、レバー２の長穴部２ａと回転軸５により、レバー２の第１の回転中心で回転するときは回転軸５がレバー２の回転中心となり、さらに、レバー２が第２の回転中心で回転するときは、レバー２の移動方向を案内するという２つの機能を果たしており、このレバー２の長穴部２ａと回転軸５により、簡単な構成で歯車１の回転位置の検出と、レバー２の退避を実現することができる。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図４は本発明の第２の実施形態における位置検出装置を示す図であり、図４ａは位置検出装置の要部平面図、図４ｂは、検出手段部の断面図、図５は図４に示した位置検出装置における回転位置検出対象となる歯車が第１の方向に回転したときの動作を示す図である。
【００２６】
図４において、指針（図示しない）が取り付けられ、検出対象となる歯車１と、前記歯車１の位置を検出するレバー１０２と、前記レバー１０２の上下をはさむように配置されるＬＥＤ６およびフォトトランジスタ７と、前記レバー１０２の位置を所定の位置に規制する規制部８と、前記レバー１０２をある一定の位置に付勢する戻しバネ４と、前記レバー１０２の回転中心となる回動軸５と前記歯車１を第１の方向または第２の方向に回転させるための駆動力を発生させるモータ（図示しない）を備えている。
【００２７】
前記歯車１は指針の基準を決定する検出部１ａを有している。
【００２８】
前記レバー１０２は回動軸５を中心に回転し、前記歯車１に構成される検出部１ａに接触する当接部２ｂと、レバー１０２の上下にはさむように配置されたＬＥＤ６およびフォトトランジスタ７と対向する位置に穴部１０２ｅを有している。
第１の実施の形態では、レバーと検出手段の接触、非接触による電気的導通で歯車１の位置を検出したが、第２の実施の形態では、レバー２の穴部１０２ｅとＬＥＤ６およびフォトトランジスタ７によって歯車１の位置を検出する。また、規制部８は、形状及び配置位置が第１の実施の形態における検出手段３と同じであるが、レバー１０２との電気的な接触を検出する必要がないため、例えば、地板などの剛体部品によって形成されている。
【００２９】
次に、図５において歯車１が第１の方向に回転し、歯車１の所定の回転位置を検出する場合の動作を説明する。
【００３０】
図５ａは前記歯車１が第１の方向に回転開始したときの状態を示す図であり、モータの回転は図示しない歯車により伝達され、歯車１が第１の方向である矢印Ａの方向に回転する。このときレバー１０２は基台に設けられた規制部８と接触している。このとき、戻しバネ４によりレバー１０２と規制部８の接触が保たれる方向（矢印Ｆ方向）に付勢されている。
【００３１】
また、レバー１０２を上下にはさむように配置されたＬＥＤ６からの光は前記レバー１０２に設けられた穴部１０２ｅを通過し、前記フォトトランジスタ７により受光される位置に配置される。さらに歯車１が回転すると、図５ｂに示すように、レバー１０２は歯車１に形成された検出部１ａとレバー１０２に設けられた当接部２ｂで当接し、所定の動作として、回動軸５を回転中心とする第１の回転中心を中心に矢印Ｃの方向に回転する。このときレバー１０２に設けられた穴部１０２ｅから透過していた光はレバー１０２によりさえぎられ、前記フォトトランジスタ７は受光されない。このときを歯車１の位置が所定の回転位置であると判断する。
【００３２】
さらに歯車１が回転すると、図５ｃに示すように、レバー１０２は歯車１の検出部１ａ部を乗り越え、レバー１０２は、前記戻しばね４により、レバー１０２はレバー１０２と
規制部８が接触する方向（矢印Ｆ方向）に移動する。このときレバー１０２に設けられた穴部１０２ｅから再びＬＥＤ６からの光が透過され、前記フォトトランジスタ７で受光される。
【００３３】
以上のように歯車が第１の回転方向に回転し、レバーが移動することにより、レバーの上下に設けられたＬＥＤからの光を、フォトトランジスタに対し、透過、非透過を検出することで、歯車の位置を検出することが可能となる。
【００３４】
次に、前記歯車１が第２の方向に回転した場合の歯車１とレバー１０２の動作については、本発明の第１の実施の形態の第２の方向に回転した場合（図３）と同じであるため、説明を省略する。
【００３５】
ここで、本発明の第２の実施の形態においてレバーの移動の検出をＬＥＤおよびフォトトランジスタの光透過式の光検出手段ではなく、レバーの一部に反射部、非反射部を形成し、フォトリフレクタを利用した光反射により、レバーの移動を検出してもよい。
また、レバーの一部に磁性体を形成し、ホール素子による磁界検出手段を用いてレバーの移動を検出してもよい。
【００３６】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００３７】
図６は本発明の第３の実施の形態を示す図であり、図示しない指針が取り付けられ、検出対象となる歯車１０１と、前記歯車１０１の位置を検出するレバー２と、レバー２の接触、非接触の信号を回路に伝達する検出手段３と、前記レバー２をある一定の位置に付勢する戻しバネ４と、前記レバー２の回転中心となる回動軸５と前記歯車１を第１の方向または第２の方向に回転させるための駆動力を発生するモータ（図示しない）を備えている。レバー２には延設部２ｄが設けられ、この延設部２ｄを戻しバネ４が押圧している。
【００３８】
前記歯車１０１は指針の基準を決定する検出部１０１ａを有している。検出部１０１ａは、歯車１０１の同一回転軸に凹部形状に形成されている。指針は、歯車１０１の検出部１０１ａに対して定められた位置に取り付けられるため、検出部１０１ａによる歯車１０１の回転位置を検出することによって、指針の基準位置を検出することができる。
【００３９】
前記レバー２は回動軸５を中心に回転し、前記歯車１０１に構成される凹部１０１ａに接触する当接部２ｂと、前記検出手段３と接触または非接触する接点部２ｃと、モータが第２の方向に回転したときにレバー２を所定の退避位置に退避させるための長穴部２ａと、前記戻しバネ４により押圧される延設部２ｄを有している。
検出手段３は例えば導電性の金属材料でできた円筒形状をしており、図示しない回路基板上に設けられている。また、レバー２の材質は例えば、導電性の金属材料であり、検出手段３にレバー２の接点部２ｃが接触している状態と、接触していない状態を、回路基板上に構成されたパターンを介し、図示しないＩＣに電気的信号を送り、検出位置を判断している。
【００４０】
通常は、歯車１に取り付けられた指針によって時刻（例えば分）を表示するために、歯車１は、矢印Ａ方向に回転する。
第１の実施の形態では、歯車１の検出部１ａを突起で形成したが、第３の実施の形態では、歯車１０１の検出部１０１ａを凹部で形成しており、それにともなって、レバー２の動作も第１の実施の形態とは異なる。
【００４１】
図６ａは歯車１０１が第１の方向に回転を開始したときの状態を示す図であり、歯車１０１の回転は図示しない歯車により歯車１０１に伝達され、歯車１０１が第１の方向であ
る方向矢印Ａの方向に回転する。このときレバー２の接点部２ｃと検出手段３は接触していない。さらに歯車１０１が回転すると、図６ｂに示すように、レバー２が戻しバネ４によってＦの方向に付勢されているため、当接部２ｂは歯車１０１に形成された凹部１０１ａに入り、回動軸５を中心とする第１の回転中心を中心に矢印Ｄ方向に回転する。このとき検出レバー２の接触部２ｃと検出手段３は接触し、このときを歯車１の位置が所定の回転位置であると判断する。さらに歯車１が回転すると、図６ｃに示すように、レバー２に形成された当接部２は歯車１０１の検出部１０１ａを乗り越え、接点部２ｃは検出手段３と非接触になる方向に移動する。このとき検出レバー２の接点部２ｃと接点ピン３は再び非接触となる。
以上のように歯車の検出部とレバーの接触または非接触により検出手段の状態が変化することから、歯車１の位置を検出することが可能となる。
【００４２】
図７は歯車１０１が第１の方向とは逆の第２の方向に回転を開始した時の状態を示す図であり、モータの回転は図示しない歯車により歯車１０１に伝達され、歯車１０１が第２の方向である矢印Ｂの方向に回転し、レバー２の当接部２ｂと歯車１０１に形成された検出部１０１ａが接触する。このとき接点部２ｃと検出手段３は接触し、接点部２ｃと検出手段３の接触が保たれる方向（矢印Ｆ方向）に戻しバネ４により付勢されている。
【００４３】
さらに歯車１０１が回転していくと、図７ｂに示すように、レバー２は歯車１０１に形成された検出部１０１ａにより、レバー２に形成された長穴部２ａの形状に沿って、歯車１０１から遠ざかるように矢印Ｄ方向に移動することにより、検出手段３とレバー２の接点部２ｃの接点を中心とする第２の回転中心を中心に回転する。さらに歯車１０１が回転すると図７ｃに示すように検出部１０１ａがレバー２の当接部２ｂから外れ、戻しばね４によりレバー２は初期の位置に戻される。
【００４４】
以上のように歯車の逆転時にレバーをスライド移動することで、従来逆転時は複数回転できないという課題を解決することができる。すなわち、歯車１が第２の方向に回転して歯車１の検出部１ａがレバー２の接点部２ｂに当接することにより、レバー２が歯車１の回転を阻止しない所定の退避位置まで退避する。
【００４５】
戻しバネ４は第１の回転中心（第１の位置）である長穴２ａを基準として、第２の回転中心（第２の位置）である接点部２ｃとは反対側に設けた延設部２ｄを押圧することにより、図７ａのように第１の回転中心で回転した場合と、図７ｂのように第２の回転中心で回転した場合の両方の場合に、レバー２を元の位置に復帰させることができるようにしている。
【００４６】
ここで第１の実施の形態においては非検出時はレバーと検出手段が接触しているため、たえず電流が流れているのに対し、第３の実施の形態においては検出時のみ検出手段と導通されるため消費電流の削減が可能となる利点がある。
【００４７】
第１の実施の形態と第３の実施形態におけるレバー２、及び、第２の実施形態におけるレバー１０２は、当接部２ｂと長穴部２ａとの長さよりも、接点部２ｃと長穴部２ａとの長さを長くしている。これにより、レバー２やレバー１０２が長穴部２を中心に回転して歯車１の基準位置を検出する時の歯車１の微小な移動量を検出手段３に対して増幅することにより検出手段３に対する移動量を拡大することができる。特に実施の形態２のような上下をＬＥＤ−フォトトランジスタではさまれたレバーの穴を検出する場合、歯車の微小な移動量に対し、大きい移動量が必要となるため、有効である。
【００４８】
また、実施の形態ではレバー２に長穴部を形成し、基台である時計地板に回動軸５を形成していたが、レバーに回動軸を形成し、時計地板に長穴部を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる位置検出機構を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる位置検出機構の回転位置検出対象となる歯車が第１の方向に回転した場合の動作を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる位置検出機構の回転位置検出対象となる歯車が第２の方向に回転した場合の動作を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる位置検出機構を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態にかかる位置検出機構の回転位置検出対象となる歯車が第１の方向に回転した場合の動作を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態にかかる位置検出機構の回転位置検出対象となる歯車が第１の方向に回転した場合の動作を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態にかかる位置検出機構の回転位置検出対象となる歯車が第２の方向に回転した場合の動作を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１，１０１    歯車
１ａ，１０１ａ  検出部
２，１０２    レバー
２ａ  長穴部
２ｂ  接触部
２ｃ  接点部
２ｄ  延設部
３    検出手段
４    戻しバネ
５    回動軸
６    ＬＥＤ
７    フォトトランジスタ
８    規制部
１０２ｅ  穴部
【図１】
0005205088.tif 000002
【図２】
0005205088.tif 000003
【図３】
0005205088.tif 000004
【図４】
0005205088.tif 000005
【図５】
0005205088.tif 000006
【図６】
0005205088.tif 000007
【図７】
0005205088.tif 000008